高瞻远瞩为农业服务创新科研促产业化发展

张晗

我国是农业大国，随着经济的发展，传统农业已经不能满足人们日益增长的需求，发展现代农业已经成为大势所趋。在农村劳动力日益减少同时价格日益上升的状况下，以土地利用率和劳动生产率同时提高为目标的农业机械化，特别是水稻生产全程机械化，成为了农业生产进一步发展的出路所在。然而，按照农业部的规划，到2015年全国水稻生产机械化种植（包括机插、机播和机抛）比例也只要求达到45%，远低于机耕、机收的比重，可见在我国全面实现水稻机插、机播，还有很长一段路要走。钦州学院首任发展规划处处长冯国禄教授，多年来一直从事农业资源利用和环境方面的研究，他主持的“杂交水稻育插秧新技术提质优化研究”项目，为杂交水稻的机械化种植进一步发展做出了巨大的努力，并取得了可喜的成绩。

创新突破技术瓶颈

冯教授介绍说，钦州市是个农业大市，主要粮食作物是水稻，提高稻谷的产量和减轻水稻种植农户的劳动强度是我们科技工作者的主要职责和任务。据了解，目前钦州市水稻种植的秧苗移栽方式有手插、抛秧和少量的机械插秧。为了提高秧苗移栽功效和减轻农民劳动强度，他主持的“杂交水稻育插秧新技术提质优化研究”项目研究，拟引进专利技术，进行水稻育插秧新技术的集成与创新，探讨了杂交水稻育插秧的各项配套技术措施，形成适合钦州市杂交水稻产栽培技术措施，为大面积推广应用提供技术支撑和理论依据。该项目根据我国国情，对水稻机械育插秧技术进行提质优化研究，创新杂交水稻栽培新技术，以期实现水稻栽植经济和社会效益的最大化。

冯国禄教授主持的这一项目开始于2008年7月，主要研制适用于山丘区梯田、小田和杂交水稻秧、超级稻秧（包括杂交水稻大田秧和制种母本秧），也可用于常规稻秧机械化育播秧（介于抛秧与插秧之间，故称播秧，即在大田播带土秧）的小型、轻便、优质、高效、廉价、环保的系列机具与技术。其设计思路非常新颖，是基于抛秧原理与技术的设计思路，在综合考虑我国国情的基础上研发出来的一种介于人工插秧与人工抛秧之间的“人力手摇式水稻育种播秧系列机具”（简称播秧机）。目前研发的杂交水稻大田秧和制种母本秧的育播秧系列机具和技术，已基本上达到了设计预期目标，并已获得3项国家专利。

该项目使用“一种水稻播种育秧装置”（专利号：201020232498.1）、“一种新型育秧盘”（专利号：201220410772.9）、“一种插秧机”（专利号：201010205561.7）三种发明和实用新型专利技术，进行研究内容的“预分插种”，即通过预分插种器在育秧盘上定量定距高密度精量插种，实行规模化育秧，以提高成秧率，节省秧田。同时再进行研究内容“机械插秧”，即将育成的预分秧苗，使用插秧机进行机械播（插）秧。利用插秧机将预分插种器所育成的秧苗（2叶-3叶1心带土秧苗）捅插掉地成行或列，实现规则式抛秧。

与目前我国现有的插秧机相比，该项目技术具有 “小型轻便，面向山区；手动驱动，节能环保；定量播种，节约秧田；底部捅插，规则播秧”等独特的技术优势。同时，该项目技术主要通过目测控制、移动步幅，一次插秧可使36或15颗秧苗同时落地（抛秧），功效比人力提高10倍以上，可显著增产和节约成本，其关键技术具有一定的先进性，其创新性在于采用“秧苗倒放、底部捅插、落体定苗”新技术。

（1）秧苗倒放。传统插秧机秧苗向上放置（正放）便于秧爪快速扯抓，易伤秧苗且插后恢复、返青期较长。该技术首次采用秧苗“倒放”方式，较好地避免和解决了“正放”方式易出现的伤秧苗的问题。

（2）底部捅插。该技术采用秧苗倒放后，结构上部插秧爪则从原来的由上而下捅插变为从秧盘底部捅插，较好地解决了秧苗“正放”易出现伤秧苗的问题。

（3）落体定苗。该技术秧爪捅插后的带土秧苗从60厘米高处自由落体运动，空中转体将秧苗落体定苗于大田，实现了大田规则式均匀抛秧的目的。

这一技术的完美运用，达到了浅插平稳、无明显回青期的规则式抛秧效果，也是该技术能够增产增收的根本原因所在，具有较强的创新性。该技术进一步优化后，可弥补目前大型插秧机不能适应杂交水稻育种及山丘稻区水稻移栽的不足，有望解决我国山丘区水稻机械移栽技术的难题，特别是有望解决我国杂交水稻育种的母本稻秧机械移栽技术的瓶颈问题。

优势明显，竞争力强大

目前，很多机动插秧机基本上都是插多本秧（每蔸插6～8株本秧）的，难以满足杂交水稻每蔸插1～2株本秧的要求，更难满足杂交水稻制种田母本秧机插的要求；如果采取减少插种量来减少秧爪每蔸取秧株数，在育秧时又难以形成由根系织成的合格的毯状秧，不便卷秧上机。日本在上世纪90年代全国实现了水稻机械育插秧，他们的机具和技术都是用于育插常规稻多本秧的，很少用于杂交稻。这类机具和技术对我国东北三省和江苏省等以常规稻为主的省份基本上是适用的，因此这些省份的机械育插秧发展较快；但用于近占水稻种植面积六成的杂交水稻时，问题就不少了。

中国地域广阔，农艺差异性大，而且插秧机整机可靠性与用户的需求有一定的差距，部分机具的适应性不强。各机型对秧苗的适应性较好，但在栽插杂交稻、超级稻，机具设置大株距挡时，存在插秧稳定性差的缺陷。另外，现有各种型号的机动插秧机，虽然插秧功效相对较高，但还存在插秧质量不稳定、伤秧较重，因而插后返青期较长、机具笨重不便在缺少机耕道的山丘区小田和梯田运作、价格昂贵、目前难以为我国稻区农民普遍接受、对水稻生产社会化程度要求较高，因而与我国多数稻区低下的水稻生产社会化水平还不相适应等问题。

与当前国内外同类技术的主要参数、效益、市场竞争力的综合比较。冯国禄教授主持的项目技术系列机具的设计原理和具体设计，完全不同于日、韩以及我国主流机动育插秧机具的设计原理和具体设计，是具有完全自主知识产权的原始创新，填补了目前插秧机不能机插杂交水稻秧苗的空白，达到国内同类研究领先水平。其中，杂交水稻制种母本秧插秧机每捅插1次可插15穴（或36穴），功效很高，可节省大量用工成本。而且，插的是带土秧，插后即活，无返青期，插后5天即长出1片新叶，7天就开始分苗，克服了机动插秧机返青期较长的缺点。其优势极为明显，且竞争力强大。

市场前景广阔，经济效益显著

据冯国禄教授介绍，该项目技术的实施不仅可以极大的减轻劳动强度，减少劳动力的浪费，同时还能提高工作效率，降低稻秧伤亡率，因此，该技术推广应用市场前景非常广阔，具有显著的经济价值和社会效益。

首先，该项研究成果主要用于稻秧机插的拾遗补缺，也有助于稻秧机插机具和技术的多样化。我国现有水稻种植面积约2800万公顷，该成果仅以每年应用于100万公顷（约占全国的1/28，全省的1/4，湘赣粤三省的1/12），每套机具每年以插秧4公顷计，则需生产25万套机具，总产值约10～15亿元。可望形成一批稻秧机插机具生产企业。每套机具以5年为更新期，这些企业的产品将有持续稳定的市场需求，具有广阔的市场空间。

其次，目前全国有水稻种植面积约4.3亿亩（其中杂交水稻面积约占60%，约2.6亿亩），山丘区稻田约占栽培总面积的40%。湘、粤、赣、琼4省水稻种植总面积约有1.4亿亩，按机播1/10计算，即有1400万亩的机播市场潜力，推广该系列机具将惠及广大制种公司和制种大户，具有显著的社会效益。

另外，该技术的系列机具比较轻便灵活，播种插秧质量较好、效率较高，易学、易操作、易维修，因而较易为农民群众接受。且项目技术系列机具制作工艺和材料不复杂，容易形成批量生产能力。虽然项目技术目前还存在系列机具机体较重，成本造价也相对较高等缺点与不足，但进一步减轻重量和进行技术上的提质优化或升级改进后，进行市场开发，无疑具有较好的社会效益和巨大的市场前景。

最重要的一点是，该项目技术是人力牵引于大田播秧，没有机动插秧机所需的汽柴油燃料需求，节能减排；使用的秧盘可回收，不会对环境产生不良影响，具有很好的生态效益。

积极推广，促产业化发展

任何科研成果只有转化成生产力才能产生真正的价值，冯国禄教授深知这一道理，为此，他积极推广该项目技术，并阐明该技术的推广意义。

1. 技术先进，转化成本低

机械育插秧机具产品新技术获得国家发明专利，售价较低，如果能得到政府农机补贴，则更能适合当前我国多数农民购买力较低的国情；该机具可满足我国杂交水稻（约占全国水稻种植面积的60%）播种、育秧和每穴插1～2株本秧的需求；机具比较轻便灵活，播种插秧质量较好、效率较高，又易学、易操作、易维修，因而较易为农民群众接受；该套机具制作工艺和材料不复杂，技术成本相对较低，容易形成批量生产能力。

2. 一机多用，适应性强

该项目技术系列机具具有一机多用（机播母本秧、杂交稻大田秧、常规稻秧）的应用前景。因此，对项目技术产品更换部分零部件，即可用于插杂交稻和常规稻盘育带土秧的播插，实现一机多用。另外，还可进一步开发一系列新产品，例如电动或机动机、人力机动两用机、多种型号的杂交水稻母本秧机和杂交水稻大田秧机以及常规水稻秧机。

经过近6年时间的推广，冯国禄教授带领课题组在湖南张家界、长沙、海南三亚、乐东县以及广西钦州市等地，共进行了14场次的现场试用与示范，得到了与会专家和一线生产者的认可，己可生产推广应用。

2011年1月中下至2月上中旬，在海南乐东县佛老村杂交水稻制种专业户贾干萍先生的试验田，进行了3亩左右的母本稻秧的机械播秧试验。结果表明，使用该机具同比手工插秧，具有较为显著的增产效果。根据贾干萍先生的测产记录可知，本次试验的增产率为10%以上。

在海南三亚杂交制种试验中，还在三亚日报中刊登了题为“手摇式水稻播秧机现身三亚凤凰镇 比人工快20倍”的报道，充分展示了该机具的先进性和实用性。

鉴于该项目技术具有较大的创新性、处于国内同类研究的领先水平以及良好的经济和社会效益，并于2014年8月28日至9月2日经公示无异议，钦州学院特推荐该项目参评钦州市技术发明奖项，建议等级为一等奖。

冯国禄教授坦言，目前该项目技术的系列机具还存在着机体较重，成本造价相对较高等缺点与不足。为此，冯教授将带领课题组成员进一步在减轻重量和进行技术上的提质优化，并不断向机动或电动方向发展，最终实现遥控机械插秧。为我国水稻机械化种植技术的发展提供强大的科技支撑。